《2018-2019版高中物理 第4章 從原子核到夸克 4.3 讓射線造福人類課件 滬科版選修3-5.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《2018-2019版高中物理 第4章 從原子核到夸克 4.3 讓射線造福人類課件 滬科版選修3-5.ppt（37頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

4.3讓射線造福人類,第4章從原子核到夸克,[學習目標]1.知道什么是放射性同位素以及獲得放射性同位素的方法.2.了解探測射線的幾種儀器和方法.3.知道放射性同位素的常見應用.,內容索引,,知識探究新知探究點點落實,題型探究重點難點各個擊破,達標檢測當堂檢測鞏固反饋,知識探究,一、人工放射性同位素的發(fā)現(xiàn),[導學探究]第一種人工放射性同位素是如何發(fā)現(xiàn)的？常見的人工轉變的核反應有哪些？,答案,答案(1)1934年，約里奧—居里夫婦在用α粒子轟擊鋁箔時，發(fā)現(xiàn)了一種具有放射性的新元素，這種新元素能不斷地放射出正電子，核反應方程為：,(2)常見的人工轉變的核反應有：,[知識梳理]1.放射性同位素的分類(1)天然放射性同位素；(2)同位素.2.人工放射性同位素的發(fā)現(xiàn)(1)1934年，發(fā)現(xiàn)經過α粒子轟擊的鋁片中含有放射性磷.(2)發(fā)現(xiàn)磷同位素的方程.3.放射性同位素知多少天然放射性同位素只有種，而人們利用原子反應堆和加速器生產的放射性同位素已達種.,人工放射性,約里奧—居里夫婦,幾十,2000多,[即學即用]判斷下列說法的正誤.(1)在核反應中，質量數(shù)守恒，電荷數(shù)守恒.()(2)放射性同位素，既可以通過核反應人工獲得，也可以從自然界中獲得.(),,答案,√,[導學探究]肉眼看不見射線，但是射線中的粒子與其他物質作用時的現(xiàn)象，會顯示射線的存在.閱讀課本，舉出一些探測射線的方法.,二、探測射線的儀器和方法,答案,答案(1)射線使氣體發(fā)生電離，使計數(shù)管電路中出現(xiàn)脈沖電流.(2)射線使氣體分子電離產生離子，過飽和汽以這些離子為核心凝結成一條霧跡.(3)射線中的粒子使照相底片感光.,[知識梳理]1.計數(shù)器(1)原理：計數(shù)器的主要部分是.射線進入管內，使管內氣體發(fā)生一連串的，從而使計數(shù)管電路中出現(xiàn)一個相當強的.(2)作用：記錄粒子進入管的.2.云室(1)原理：射線使氣體分子產生離子，過飽和汽以這些離子為核心凝結成一條霧跡.(2)作用：顯示粒子的.,計數(shù)管,電離,脈沖電流,次數(shù),電離,徑跡,3.乳膠照相(1)原理：高速運動的帶電粒子能使照相底片.(2)作用：記錄粒子.,感光,徑跡,[即學即用]判斷下列說法的正誤.(1)計數(shù)器非常靈敏，不僅可以計數(shù)，還可以區(qū)分射線的種類.()(2)云室可以顯示α粒子和β粒子的徑跡.()(3)高速β粒子在云室中的徑跡又短又粗而且是彎曲的.(),,答案,√,,[知識梳理]1.射線的應用(1)作為射線源①檢查物體內部情況，檢查產品的密度和厚度.②利用射線的效應，消滅害蟲、殺菌消毒、治療癌癥等.③利用射線的效應，促進高分子化合物的聚合反應，以制造各種塑料或改善塑料的性能等.(2)作為示蹤原子一種元素的各種同位素具有的化學性質，而用放射性同位素制成的化合物，經歷各種過程時會不斷地，由此可以掌握它的蹤跡.,生物,化學,相同,放出射線,三、射線的應用及防護,2.放射性污染及其防護(1)危害：的射線(包括電磁輻射)會對生物體造成危害.(2)防護①使用放射性物質時必須嚴格遵守操作規(guī)程，不準用手接觸；②廢棄不用的放射性物質，應，或者在____________________，并.特別要注意防止放射性物質對、水源和的污染.,過強,交有關部門處理,地下,遠離水源,空氣,食品,指定地點深埋于,[即學即用]判斷下列說法的正誤.(1)現(xiàn)在用到射線時，既可以用人工放射性同位素，也可以用天然放射性物質.()(2)用γ射線照射食品可以殺死使食物腐敗的細菌，抑制蔬菜發(fā)芽，延長保存期.(),,答案,√,題型探究,例1完成下列核反應方程，并說明哪些屬于人工轉變核反應，哪些屬于衰變，及人工轉變核反應和衰變有什么不同.,答案,一、對核反應方程的再認識,人工轉變核反應和衰變的比較見總結提升．,人工轉變核反應與衰變的比較1.不同點：原子核的人工轉變，是一種核反應，是其他粒子與原子核相碰撞的結果，需要一定的裝置和條件才能發(fā)生；而衰變是原子核的自發(fā)變化，它不受物理、化學條件的影響.2.相同點：人工轉變核反應與衰變過程一樣，在發(fā)生的過程中質量數(shù)與電荷數(shù)都守恒；反應前后粒子總動量守恒.,1.計數(shù)器當某種粒子經過管中時，管內氣體分子電離，產生電子和正離子，這些電子到達陽極，正離子到達陰極，在外電路中產生一次脈沖放電，利用電子儀器可以把放電次數(shù)記錄下來.2.云室(1)α粒子顯示的徑跡直而清晰因為α粒子帶電荷量多，它的電離本領強，穿越云室時，在1cm路程上能使104對氣體分子產生電離，過飽和酒精蒸氣凝結在這些離子上，形成很清晰的徑跡.且由于α粒子質量大，穿越云室時不易改變方向，所以顯示的徑跡很直.,二、探測射線的儀器和方法,(2)β粒子顯示的徑跡β粒子的質量小，跟氣體碰撞時容易改變方向，并且電離本領小，沿途產生的離子少，所以高速β粒子的徑跡又細又直，低速β粒子的徑跡又短又粗而且是彎曲的.(3)γ射線的電離本領很小，在云室中一般看不到它的徑跡.3.乳膠照相高速粒子從膠片的乳膠層中通過時，會使其中的溴化銀晶粒電離形成潛像，經顯影和定影，便可顯出粒子的徑跡.,例2(多選)用計數(shù)器測定放射源的放射強度為每分鐘404次，若將一張厚紙板放在計數(shù)器與放射源之間，計數(shù)器幾乎測不到射線.10天后再次測量，測得該放射源的放射強度為每分鐘101次，則下列關于射線性質及它的半衰期的說法正確的是A.放射源射出的是α射線B.放射源射出的是β射線C.這種放射性元素的半衰期是5天D.這種放射性元素的半衰期是2.5天,,,答案,解析,√,√,解析因厚紙板能擋住這種射線，可知這種射線是穿透能力最差的α射線，選項A正確，B錯誤；10天后測出放射強度為原來的四分之一，說明10天后放射性元素的原子核個數(shù)只有原來的四分之一，由半衰期公式知，經過了兩個半衰期，故半衰期是5天.,針對訓練在云室中，關于放射源產生的射線徑跡，下列說法中正確的是A.由于γ射線的能量大，容易顯示其徑跡B.由于β粒子的速度大，其徑跡粗而且長C.由于α粒子的速度小，不易顯示其徑跡D.由于α粒子的電離作用強，其徑跡直而清晰,答案,解析,解析在云室中顯示粒子的徑跡是由于粒子引起氣體分子電離，電離作用強的α粒子容易顯示其徑跡，因α粒子質量較大，飛行時不易改變方向，所以α粒子的徑跡直而清晰，故只有D正確.,√,1.工業(yè)部門使用射線測厚度——利用γ射線的穿透特性.2.農業(yè)應用——γ射線使種子的遺傳基因發(fā)生變異，殺死使食物腐敗的細菌、抑制蔬菜發(fā)芽、延長保存期等.3.做示蹤原子——利用放射性同位素與非放射性同位素有相同的化學性質.4.醫(yī)學上——利用γ射線的高能量治療癌癥.,三、放射性同位素的應用,例3正電子發(fā)射計算機斷層顯像(PET)的基本原理是：將放射性同位素15O注入人體，參與人體的代謝過程.15O在人體內衰變放出正電子，正電子與人體內負電子相遇而湮滅轉化為一對光子，被探測器探測到，經計算機處理后產生清晰的圖像.根據PET原理，回答下列問題：(1)寫出15O的衰變和正負電子湮滅的方程式.,答案,解析,(2)將放射性同位素15O注入人體，15O的主要用途是A.利用它的射線B.作為示蹤原子C.參與人體的代謝過程D.有氧呼吸,答案,解析,√,解析將放射性同位素15O注入人體后，由于它能放出正電子，并能與人體內的負電子產生一對光子，從而被探測器探測到，所以它的用途是作為示蹤原子，B正確.,(3)PET中所選的放射性同位素的半衰期應____.(填“長”“短”或“長短均可”),答案,解析,短,解析根據同位素的用途，為了減小對人體的傷害，半衰期應該短.,1.用射線來測量厚度，一般不選取α射線是因為其穿透能力太差，更多的是選取γ射線，也有部分是選取β射線的.2.給病人治療癌癥、培育優(yōu)良品種、延長食物保存期一般選取γ射線.3.使用射線時安全是第一位的.,達標檢測,A.A是α粒子的徑跡，B是質子的徑跡，C是新核的徑跡B.B是α粒子的徑跡，A是質子的徑跡，C是新核的徑跡C.C是α粒子的徑跡，A是質子的徑跡，B是新核的徑跡D.B是α粒子的徑跡，C是質子的徑跡，A是新核的徑跡,1.(探測射線的方法)用α粒子照射充氮的云室，攝得如圖1所示的照片，下列說法中正確的是,√,1,2,3,4,答案,解析,圖1,解析α粒子的徑跡是沿入射方向的.生成的新核徑跡的特點是粗而短，根據以上特點可判斷D正確.,2.(放射性同位素的應用)(多選)下列應用中把放射性同位素作為示蹤原子的是A.射線探傷儀B.利用含有放射性的油，檢測地下輸油管的漏油情況C.利用治療腫瘤等疾病D.把含有放射性元素的肥料施給農作物，用以檢測確定農作物吸收養(yǎng)分的規(guī)律,√,1,2,3,4,√,答案,解析,解析射線探傷儀利用了射線的穿透能力，所以選項A錯誤.利用含有放射性的油，可以記錄油的運動蹤跡，可以檢查管道是否漏油，所以選項B正確.利用治療腫瘤等疾病，利用了射線的穿透能力和高能量，所以選項C錯誤.把含有放射性元素的肥料施給農作物，可以記錄放射性元素的蹤跡，用以檢測確定農作物吸收養(yǎng)分的規(guī)律，所以選項D正確.,1,2,3,4,3.(核反應方程)以下是物理學史上3個著名的核反應方程：x、y和z是3種不同的粒子，其中z是A.α粒子B.質子C.中子D.電子,1,2,3,4,答案,解析,√,解析把前兩個方程化簡，消去x，可知y是，結合第三個方程，根據電荷數(shù)守恒、質量數(shù)守恒可知z是中子.因此選項C正確.,4.(放射性同位素的應用)用人工方法得到放射性同位素，這是一個很重要的發(fā)現(xiàn)，天然的放射性同位素只不過幾十種，而今天人工制造的放射性同位素已達2000多種，每種元素都有放射性同位素.放射性同位素在工業(yè)、農業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生和科學研究等許多方面得到了廣泛的應用.(1)帶電的驗電器在放射線的照射下電荷會很快消失，其原因是A.射線的穿透作用B.射線的電離作用C.射線的物理、化學作用D.以上三個選項都不是,答案,解析,1,2,3,4,解析因放射線的電離作用，空氣中與驗電器所帶電性相反的離子與之中和，從而使驗電器所帶電荷消失.,√,(2)圖2是工廠利用放射線自動控制鋁板厚度的裝置示意圖.如果工廠生產的是厚度為1毫米的鋁板，在α、β、γ三種射線中，你認為對鋁板的厚度控制起主要作用的是____射線.,答案,解析,1,2,3,4,解析α射線穿透物質的本領弱，不能穿透厚度為1毫米的鋁板，因而探測器不能探測，γ射線穿透物質的本領極強，穿透1毫米厚的鋁板和幾毫米厚的鋁板打在探測器上很難分辨.β射線也能夠穿透1毫米甚至幾毫米厚的鋁板，但厚度不同，穿透后β射線中的電子運動狀態(tài)不同，探測器容易分辨.,圖2,β,解析把摻入14C的人工合成的牛胰島素與天然牛胰島素混合在一起，經過多次重新結晶后，得到了放射性14C分布均勻的牛胰島素的結晶，這就證明了人工合成的牛胰島素與天然牛胰島素完全融為一體，它們是同一種物質.這種把放射性同位素的原子摻到其他物質中去，讓它們一起運動、遷移，再用放射性探測儀器進行追蹤，就可以知道放射性原子通過什么路徑，運動到哪里了，是怎樣分布的，從而可以了解某些不容易查明的情況或規(guī)律.人們把作這種用途的放射性同位素叫做示蹤原子.,(3)在我國首先用人工方法合成牛胰島素時，需要證明人工合成的牛胰島素的結晶跟天然牛胰島素的結晶是同一種物質，為此曾采用放射性同位素14C做_________.,答案,解析,1,2,3,4,示蹤原子,